Miért repülnek és miért olyan magasan a gépek? Írta: Manuel Peinado - Alcalá de Henares e
Semmi sem hasonlít huszonhét órás repülőútra a világ körül, ami nagyjából ennyi időbe telt, mire visszaértem Új-Zélandról. Odafent, a Qatar Airways kényelmes ülésein azon tűnődtem, hogyan sikerült olyan gazdagon repülnünk zuhanás nélkül, mivel „józan ész”, amit M. Rajoy mondana. Ezek a válaszok.
A repülőgépek azért repülnek, mert nincs eredő erő. És amikor a testet semmilyen erő nem éri, akkor az álló helyzetben vagy állandó sebességgel halad. Isaac Newton már az első törvényében kimondta. De ez nem azt jelenti, hogy a síkra nem hat erő. A repülőgépnek egy súlya van, az utasoknak és a csomagjaiknak más a súlya, és a levegőben lévő összes molekula, amelyet a motorok tolnak vagy a törzsre ütnek, erőt generál. Az történik, hogy a mérnököknek sikerült, hogy ezekből a sokkokból a levegő súlyát és ellenállását ellensúlyozzák.
Összefoglalva elmondható, hogy a repülőgépek alapvetően két olyan elmélet alapján repülnek, amelyeket középiskolában tanultunk, bár akkor még nem igazán tudtuk, hogy mi a fene érte őket: egyrészt a Venturi-effektusban, másrészt másrészt még ennél is fontosabb Newton harmadik törvényében, más néven "cselekvés és reakció törvénye".
Kezdjük a függőleges irányú erőkkel. Az, ami lehúz, a gravitációs erő, a felfelé mutató pedig a tolás. De honnan származik ez utóbbi? Noha a teljes törzsből, vagyis a repülőgép teljes testéből kerül ki (1. ábra), nagy része a szárnyakból származik, és mindkét esetben ez a Venturi-effektusnak köszönhető (2. ábra).
A Venturi-effektus az, hogy amikor egy folyadék növeli a sebességét, a nyomása csökken. Ennek kihasználása érdekében a repülőgép szárnyait úgy alakítják ki, hogy felső részük hajlítottabb legyen, mint az alsó rész, ami nagyobbá teszi a levegőn átmenő távolságot a felső területen, és ezért kénytelen láthatóvá válni. növelje a sebességét. A Venturi-hatás miatt ez csökkenti a szárny feletti nyomást (minél nagyobb a sebesség, annál alacsonyabb a nyomás). Röviden, elértük, hogy a szárny alsó részének nagyobb nyomása van, mint a felső részének, és ez egy felfelé irányuló tolóerőt fejt ki, amely segíti a sík levegőben maradását.
A Venturi-effektus által kifejtett erő azonban önmagában nem elegendő ahhoz, hogy a repülőgép a levegőben maradjon, és itt lép életbe Newton harmadik törvénye, amely megállapítja, hogy egy bizonyos erővel vagy cselekedettel szemben egy tárgy, ez viszont ugyanolyan intenzitású reakciót vált ki, de ellentétes irányba (próbáljon fejen ütni egy falat, és tudni fogja, miről beszélünk).
És hogyan használják ezt az elméletet a repülőgépekben? Ismét a szárnyak alakjának és helyzetének köszönhetően, amelyek úgy vannak kialakítva, hogy a rajtuk áthaladó levegő lefelé mozogjon, ezáltal lefelé irányuló erő keletkezik, amely a fent említett Newton-törvény miatt reakcióerőt vált ki a szárny felfelé. Természetesen minél gyorsabban kap nagyobb erőt, és ezért a repülőgépeknek először nagyon nagy sebességet kell elérniük, hogy felszálljanak, később pedig a levegőben maradjanak.
Egyszerű módja annak ellenőrzésére, hogy mit mondok, ha kinyújtja az egyik kezét az autó ablakán. Ha a kéz profilba helyezése helyett kissé lejtjük a szél felé, akkor a levegőt lefelé mozgatjuk, és észreveszünk egy felfelé irányuló erőt, amely nem a kezét, hanem az egész karját hajlamos emelni.
Newton harmadik törvényét az úgynevezett Coanda-effektus is segíti, egy fizikai jelenség, amelynek köszönhetően a folyadék hajlamos betartani és követni egy olyan tárgy pályáját, amellyel ütközik. Repülőgépek esetében a levegő (folyadék) hajlamos tapadni a sík szárnyához (tárgyhoz, amellyel ütközik), és ennek a pályáját követi (vagyis lefelé halad). Gyakorlati példát láthat a fénykép kanálján, vagy ami még jobb, ebben a videóban.